излучается в пространство (радиолуч характеризуется диаграммой направленности). Отраженная от облучаемых объектов СВЧ энергия принимается антенной и по этому же волноводному тракту поступает через антенный переключатель в приемное устройство.
Рис. 26. Волноводный тракт с рупорной щелевой антенной
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЩЕЛЕВОЙ АНТЕННЫ:
Ширина диаграммы направленности, град:
в горизонтальной плоскости |
0,7° ± 0,1°; |
в вертикальной плоскости |
20° ±2°. |
Коэффициент усиления, не менее 1800.
Уровень боковых лепестков диаграммы направленности в горизонтальной плоскости антенны РЛС меньше основной в 316 раз (- 25 дБ).
Рабочий диапазон частот, МГц - 9400 ... 9460 r Поляризация излучения (вектор электрической составляющей E )- Горизонтальная
Скорость вращения антенны РЛС, об/мин - 19 ± 4 Диапазон рабочих температур, °С от -40° до +65° Питание электродвигателя антенны 3~50Гц, 220 ± 22В
49
ПРОХОЖДЕНИЕ СВЧ КОЛЕБАНИЙ (ЭНЕРГИИ) ОТ АНОДА МАГНЕТРОНА К АНТЕННЕ
СВЧ энергия выводится с помощью петли связи с одной из резонаторных камер анодного блока магнетрона (рис. 27).
Рис. 27. Схема анодного блока магнетрона:
а) схема вывода СВЧ с анодного блока магнетрона; б) фото анодного резонаторного блока 9,8 см магнетрона.
Далее, через антенный переключатель, состоящий из ферритового Т- образного циркулятора и вентиля, энергия поступает в волноводный тракт.
Как видно из рис. 26, волноводный тракт состоит из волноводных секций различных конструкций. Например: скрутки, поворотных секций в плоскости вектора Е, в плоскости вектора Н, гибкой волноводной секции (для поглощения колебательной энергии - вибрации от переборок, палубы и т.п.), секции с силикагелиевым патроном, обычных волноводных секций различной длины, секции волновода с плавным переходом из прямоугольного сечения в круглый со штырем - вибратором. Все волноводные секции соединяются между собой посредством дроссельно-фланцевых соединений. (На рис. 28 показано фото этих же элементов волноводного тракта НРЛС «Океан-01»).
Изгибы прямоугольных секций могут выполняться по широкой или узкой стенке.
Изгибы по широкой стенке волновода выполняются в плоскости электрической составляющей поля E , изгибы по узкой стороне - в плоскости магнитной составляющей поля H (рис. 28). Чтобы изгиб не давал значительных отражений энергии от места поворота волноводной линии, радиус закругления должен быть больше длины волны λ (в данном случае больше 3 см).
Силикагелиевый патрон осуществляет некоторое поглощение паров (конденсата) влаги и индицирует состояние волновода в части наличия влаги.
Нормальное состояние индикатора - синий, голубой цвет силикагелия. Если же есть влага в волноводе - силикагель приобретает бурый цвет.
50
Рис.28. Фото части волноводного тракта НРЛС «Океан-01»
Гибкая секция-волновод выполняется несколькими способами. Например, из мягкой отожженной меди или посеребряной латуни, которая подвергается гофрировке (см. рис. 29).
Глубина гофрировки должна быть значительно меньше длины волны, чтобы отдельные гофры не вносили в волноводный тракт существенных неоднородностей и не вызывали заметного отражения энергии.
Рис. 29. Фото гибкой секции |
Рис.30. Схема вращающегося |
51
волноводно-коаксиального перехода
Для передачи СВЧ энергии из неподвижного волновода во вра-щающуюся антенну применяют волноводно-коаксиальный вращающийся переход (см. рис. 30).
Электрический контакт между вращающейся и неподвижной частями волноводной линии обеспечивается за счет четверть волнового разомкнутого на конце отрезка (волновода), образованного внешним проводником коаксиальной линии. Так как волновое сопротивление такого отрезка равно нулю, то СВЧ энергия из. неподвижного волновода в подвижный передается практически без потерь.
ПОПЕРЕЧНЫЕ РАЗМЕРЫ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДА. РАЗМЕРЫ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ
Волноводы прямоугольного сечения (рис. 31) просты в изготовлении, легко возбуждаются от генератора СВЧ.
Применение волны типа TE1,0 (простейшая поперечно-электри- ческая волна) позволяет получить наибольшее значение критической
длины волны λкр в волноводе при данных его размерах и обеспечить минимальное затухание энергии по сравнению с другими типами волн.
В связи с тем, что при волне типа TE1,0 электрическая составляющая поля ориентирована между широкими стенками волновода, эта волна дает наиболее устойчивую поляризацию, которая не изменяется при изгибах, поворотах и других деформациях волноводной линии.
Критическая длина волны λкр зависит от размеров его широкой стенки «а»и равна λкр = 2а. Обычно рабочая длина волны λ < λкр (существует оптимальное соотношение λ = λкр /√3 ) тогда а ≤ (λ√3)/2.
Размер «b» узкой стенки волновода на критическую длину волны не влияет, а зависит от передаваемой мощности. Эта мощность определяется допустимым напряжением между широкими стенками волновода. Для нормальных эксплуатационных условий пробивное напряжение равно 30 кВ/см.
Практически размер «b» определяется уравнением b ≤ a/2.
Выход волновода через вращающийся переход соединяется со щелевой антенной. "Обслуживает" антенну привод антенны. Возле щелевой антенны на выносном кронштейне расположена маленькая рупорная приемная антенна для контроля общей работоспособности НРЛС.
Диаграмма направленности рупорно-щелевой антенны в вертикальной
52